Questions tagged «boost»

非隔离的DC / DC转换器拓扑。

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将数字I / O的3.3V升压至5V
我通常在我的项目中使用Arduino,因为它具有5V输入和输出且具有5V Vin,因此与5V组件接口时使生活变得非常轻松。对于该项目,我想使用Raspberry Pi,因为我希望将其连接到显示器。Pi由5V供电,因此非常简单。它具有3.3VI / O引脚,但是我要连接的设备为5V。 我有一个带有5V输入引脚的设备,需要将其驱动到5V。器件具有5V输出引脚,该器件在输出时驱动至5V。 之前,我已经在5V和3.3V器件之间进行了双向转换,但是那是通过一个低电平有效的逻辑电平转换器实现的。该电路是典型的电路,具有一个晶体管和一个二极管以及两个上拉电阻。该应用需要高电平有效。幸运的是,该项目不需要双向I / O。 对于5V至3.3V的方向,粗分压器将起作用。 但是对于3.3V到5V的方向,我不知道一个简单的解决方案。我做了一些搜索,似乎有升压转换器(DC-DC升压转换器),但是要使用分立元件构建它们,我需要构建一个PWM电路来驱动开关。 我只是想知道是否有一种更简单的方法来实现此目标,其复杂性可与有源低逻辑电平转换器相媲美。

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提升直流电压的最便宜的方法
提高直流电压的最便宜方法是什么? 目的是将1.2 V / 1.5 V(来自AA / AAA电池)转换为3.3 V,以为小型的8位微处理器(如Atmel ATtiny45或ATtiny2313)供电,以及(如果可能)为6 V为蜂鸣器供电。 另外,将碱性电池提升到3.3 V / 6 V后,可以安全地从碱性电池中汲取的最大电流是多少? 最后,在给定一定的消耗量的情况下,如何计算碱性电池的使用寿命?




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受管制的焦耳小偷:为什么有效?
请向我解释为什么该电路可以给我5V稳压电源?我了解焦耳小偷(Joule Thief)部分,但为什么调节器部分起作用? 模拟该电路 –使用CircuitLab创建的原理图 尤其是,为什么齐纳二极管D2对于防止1117和MCU油炸至关重要,为什么电容C1不能始终充满电? - 编辑 - 由于你们建议闭环设计,这样看起来更好吗?(提醒您,MCU的脉冲电源轨不会太好,因此我只将LDO留在此处,使其具有尽可能小的净空以实现适当的调节。) 模拟该电路 修改上述方案以包括建议的电阻器Olin。 - 编辑2 - 这样可以减少损失吗? 模拟该电路 在此原理图中调整R2,以便当C1两端的电压超过6V(此处有1117的裕量)时,JFET会截止。
15 protection  boost 

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为什么我简单的升压转换器给我这么高的峰值输出电压?
我试图通过LTSpice中的仿真来了解开关模式电源的基本原理。 我想按照教科书中经常给出的教学模型来构建一个极其简单的升压转换器电路,但是我无法像我期望的那样使它完全正常工作,可能是因为实际情况大不相同:) 这是从LTSpice导出的示意图(请注意,它使用ISO符号;右侧的组件是电阻器): 电源电压为5V,我正在寻求以1A的负载电流或12W的输出功率将其提高至12V。我选择了20kHz的开关频率。通过我的数学计算,我需要0.583的占空比来执行此操作,因此接通时间应为29.15 µs。假设效率为0.90,则输入功率为13.34W,输入电流为2.67A。 可能使我陷入困境的假设: 对于这么简单的设计,效率可能是完全不现实的,而且我的输入电流比我期望的要高得多。 最初,我不太在意波纹,因此我只是随机选择了电感器和电容器。 也许开关频率太小。 我以10ms的时间运行仿真(在图形中应该可见)。 我期望看到的是在2点(电感器和NMOS之间)的5V电压,可能有轻微波动,而在3点(二极管和电容器之间)的12V电压具有波纹。 取而代之的是,看起来像是整个混沌-我得到的峰值电压为23V,在第2点振荡约11.5V,而更低的峰值电压略高于22.5V,在第3点振荡约17V。 由于我的开关频率可能过低的预感,我尝试将其提高到200kHz(T = 5µs,Ton = 2.915µs),现在我得到的东西更像我想要的东西,即峰值电压为12.8V点2(在0V和0V之间振荡)和点3处的12V峰值(大约11.8V振荡): 电压中有明显的纹波。我尝试将电感器的尺寸增加到100µH,但似乎影响的只是启动振荡。因此,我将电容增加到10µF,这似乎可行,点3的电压振荡小得多。上图是使用10pF电容器得到的结果。 那么,我的问题是: 我的原始模型有什么问题? 20kHz是一个完全不切实际的开关频率(看起来会很奇怪)吗? 如果我想要20kHz的开关频率,我该如何改变才能使电路按预期工作?更大的电感器? 当电路达到稳定状态时,输入侧的电压与输出侧的电压相似是正常的吗? 我应该使用什么方程式来确定电容器的尺寸?

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降压/升压开关调节器的噪声问题
我正在为一个研究项目设计一种电气设备(我是一名博士生,但不幸的是没有EE!)。有关该设备的更多信息,请访问http://iridia.ulb.ac.be/supp/IridiaSupp2012-002/ 最后一个原型存在电源问题,因此我尝试通过设计一个新的更好的原型来克服这些问题。由于该设备由锂离子电池供电,因此我决定使用LTC3536降压/升压型开关稳压器:http ://cds.linear.com/docs/en/datasheet/3536fa.pdf 我基本上将参考实现(数据表的第1页)用于1A / 3.3V电源,如下所示:( 来源:ulb.ac.be) 共有三个独立的接地层:来自电池的PGND,GND,正常接地以及用于模拟传感器等的AGND。 这是我在Eagle中设计的板。我已经注意到与参考设计存在一些差异,例如C3和C4应该离LTC(U3)更近:( 来源:ulb.ac.be) 这是我在VCC上看到的输出(有或没有负载,Vin = 4.7V)如您所见,Vpp很大!Vin <4.3V时较小,但仍相当可观。 (来源:ulb.ac.be) 通过将C3和C2移近LTC,并在C7处增加了另一个1µF的电容,我做了一些反复试验。这并没有太大帮助。然后,我用220µF的电容代替了C7,而不是数据手册中提到的22µF。这样,Vpp为〜200mV。这比数据表中指定的要好得多,但还有很长的路要走。另外,只有Vin> 4.3V时才是这种情况;低于此阈值Vpp仍超过2V。我想是改变的是升压还是降压,但是我真的不知道如何纠正。 现在的问题: 我想知道我是否犯了一个受过训练的人显而易见的错误? 当数据表中给出的噪声仅为40mV时,为什么Vpp如此之大? 除了随机插入不同的输出电容器外,还有其他解决方法吗?

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升压转换器的最小开关频率
为什么升压转换器的开关频率高于100kHz? 如果我理解正确,随着频率从100kHz向上增加,由电感器产生的纹波电流减小,电感器中的电流随时间变化减小,并且组件可以更小,因为它们不必处理更大的(相对)电流。但是,MOSFET的开关损耗以及电感器铁芯的损耗会导致效率降低,从而抵消了它们的影响。 因此,鉴于您可以通过降低频率来提高效率,为什么不在较低范围内出现开关频率?例如100Hz-10kHz的范围?电感器必须处理的电流变化是否过大,并且电感器布线的电阻损耗开始成为功率损耗的主要来源?

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提升还是降低收益更好?
我正在使用由中档PIC驱动的旧PC风扇(4引脚PWM)制造焊锡烟雾抽取器。 风扇需要12V @最大0.28A的功率和5V PWM @最大5mA的功率来控制RPM。因此,我将以5V电压运行PIC,因此我将需要5V和12V电压。我认为与PIC相比,PIC不会消耗太多功率,即使我也计划有一个IR接近传感器,这样当我的手移到要焊接的位置时,我可以提高风扇速度,而当我将其移到要焊接的地方时,可以再次降低速度我受够了。 我尚未决定是否使用壁式疣或电池,但想知道可用选项的优缺点。 因此,作为示例,我假设我可以使用5V壁式电源适配器为系统供电,并使用DC Boost转换器为风扇获取12V。 或者,我可以使用12V壁式电源为系统供电,并使用DC buck转换器为PIC等获得5V。 除了零件的成本和可用性外,还有什么标准可以决定一种选择?这是一个一次性的个人项目,因此,商业考虑并不那么重要(尽管仍然很有趣),我认为可能存在一些我不知道的实际问题(例如电源轨之间的噪声,效率?)。 有人可以给我一些有关如何做出这些决策的见解吗?

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控制理论如何应用于我的实际处理器控制的升压转换器?
我对控制理论的了解有限。我在学校处理零极点和转移函数。我已经为DC / DC转换器实现了几种基于微处理器的控制方案。这两件事如何相互关联,我还想弄清楚,我很想知道。以反复试验为基础的设计是可行的,但我更希望对自己在做什么以及后果有更深入的了解。 答案应该集中在如何分析系统上,而不是在如何改进它上。就是说,如果您有改进系统的建议,并希望给出分析原因,那就太好了!只要改进是分析的第二要务。 对于这个问题,我的示例系统是: C1:1000uF C2:500uF L1:500 uH 开关频率:4 kHz R1:可变 输入电压:400伏 输出电压目标:500伏 输出电流限制:20安培 我正在尝试调节输出电压,而不超过输出电流限制。我具有电压和电流检测功能,这些电压和电流检测功能经过各个放大阶段,目前还没有进行分析,但确实包含一些滤波功能。随后是直接在A / D转换器上的100欧姆和1000 pF的RC低通滤波器。A / D采样率为12 kHz。该值通过最后64个采样的单极IIR移动平均滤波器。 之后,我有两个PI循环。首先,电压环路。以下是伪代码,其值缩放为伏特,毫安和纳秒。假设边界检查在其他地方正确实现。如果没有积分项,这些循环的结构将根据最大允许下垂定义P,然后定义积分项,以使最大积分器可以准确补偿该下垂。INTEGRAL_SPEED常数确定积分器加速的速度。(在我看来,这是确保P和我的收益始终保持适当平衡的一种合理方法,而不管我如何设置常数,但我愿意接受其他建议。) #DEFINE VOLTAGE_DROOP 25 #DEFINE VOLTAGE_SETPOINT 500 #DEFINE MAX_CURRENT_SETPOINT 20000 voltage_error = VOLTAGE_SETPOINT - VOLTAGE_FEEDBACK current_setpoint = MAX_CURRENT_SETPOINT * voltage_error/VOLTAGE_DROOP #define VOLTAGE_INTEGRAL_SPEED 4 voltage_integral += voltage_error/VOLTAGE_INTEGRAL_SPEED //insert bounds …

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路由降压/升压DC / DC转换器
我需要一些电源布局方面的帮助。由于我没有必要的经验,因此我将前两次迭代都搞砸了,我想避免再次进行昂贵的运行。 为了完整起见,这是先前的(相关)问题: 降压/升压开关调节器的噪声问题 我的设备由锂离子电池供电,但需要3.3V的工作电压。因此,Vin = 2.7-4.2V,Vout = 3.3V。我决定使用LTC3536降压/升压型开关稳压器:http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/3536fa.pdf 我基本上将参考实现(数据表的第1页)用于1A / 3.3V电源。这是原理图: 有三个独立的接地层:PGND,来自电池并连接到LTC3536;GND是从引脚3分支出来的信号地,而AGND则用于从GND平面分支出来的模拟传感器等。 这是2层板的最新版本。红色是顶层,蓝色是底层。它与LT的演示板非常接近。我注释了不同的接地平面以及VBATT和VCC。 设计注意事项 我试图坚持我在数据表中找到的建议以及对上一个问题的回答。如上所述,我使用3个不同的接地层,并使用0欧姆电阻将其单点连接。我尝试使用类似星形的方法来路由VCC。AVCC使用0欧姆电阻连接到VCC。 问题 先前设计的问题之一是我使用芯片侧面的过孔连接了U3的裸露焊盘。这需要很多空间。我现在意识到LT在其演示板上直接在裸露焊盘下方添加了过孔。我不知道这是可能的-我需要对这些通孔做一些特别的事情吗? 我对地平面的位置不确定。此刻,GND平面从引脚2/3伸出,并使用0 Ohm电阻连接到AGND和PGND平面。该电阻的放置是一种随机的atm。 整个电路使用MAX16054软性电源开关IC切换,该IC连接到U3的SHDN(引脚10)。MAX16054连接至VBATT和GND(非PGND)。这可能会引起问题吗? 任何意见将不胜感激!

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焦耳小偷-操作和“增压”版本
我做了一个焦耳小偷,它工作得很好,但是不如我所愿。 它使用1.2v电池为3.2v LED供电,但是它非常暗淡。我希望增加JT的电压会改善它,但是我不确定如何增加晶体管的占空比。实际上,我实际上不确定是什么使晶体管截止-显然,环形磁芯已经饱和,并且以某种方式将其截止,但是我真的不明白为什么会这样。 我还尝试了“增压”版本,其效率显然提高了近30%,但唯一的区别似乎是LED更暗。 来自http://rustybolt.info/wordpress/?p=221

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555计时器升压转换器不符合规格
我最近一直在缠着数码管,这需要高压电源(〜150V-200V)才能打开。 我到处搜寻了一个简单的高压发生器,发现该电路使用555定时器来获得170V至200V之间的可调,稳压高压输出。 我得到了所有零件,并在面包板上制作了原型。插入9V电池并绝对确定它不会在我的脸部爆炸后(例如,意外地向后装上一个盖子),我测量了输出电压,并在没有负载的情况下获得了不错的210V输出,并调整了微调电位器,以提供最大电压。 不幸的是,当我连接数码管时,电压就下降到约170V。我精确测量了有多少电流流过,发现该配置的效率仅为15%。该电路在没有负载的情况下在输入上消耗约100mA的电流!数码管本身在170V时汲取约0.8mA的电流,而输入则汲取约120mA的电流。 170V×0.0008A9V×0.1200A=0.136W1.080W≈12.59% efficient170V×0.0008A9V×0.1200A=0.136W1.080W≈12.59% efficient \frac{170V \times 0.0008A}{9V \times 0.1200A} = \frac{0.136W}{1.080W} \approx 12.59\% \text{ efficient} 我将其归结为由于切换效率低下而造成的损失(我确实将其布置在试验板上),所以我花了一个下午的时间制作PCB版本,同时仔细遵循我能找到的任何SMPS PCB布局指南。我最终用一个额定为400V的电容器替换了输出电容器C4,因为250V仍将其切得太近了。我还使用了陶瓷盖,而不是使用说明中建议的薄膜盖。 但是,效率仍然没有显着差异。 我还注意到,输出电压似乎与输入电压成正比变化。在9V时,负载时电压将接近170V,而在8V时负载将达到140V。 所以现在,我开始认为我要么错过了一些显而易见的东西,要么这种升压转换器电路有点糟。不用说,我可能会研究其他更有效的设计,但我仍然很想发现该电路为何如此运行。 我想连接负载时的电压降可以通过以下事实来解释:555没有为开关产生足够长的占空比,因此没有足够的功率传递到输出。 与输入电压成比例的输出电压变化可能是由于缺少稳定的参考电压而引起的。反馈环路使用输入电压作为参考,因此更像是稳压电压“倍增器”。 但是我仍然不知道没有负载时从输入端汲取的100mA电流会流向何处。根据数据表,555个定时器消耗的电流很小。反馈分压器当然不会拉得那么近。所有输入功率都去哪儿了? tl; dr有人可以解释或帮助我了解为什么该电路很烂吗?

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是什么使我的DC / DC转换器的电容器爆炸?
我有一些电容器烧断了,我不确定是什么原因造成的。绝对不是过电压,也不是错误的极化。让我介绍一下场景: 我使用这种方案设计了一个双级升压转换器: 可以从以下命令获得:其中D_ \ max是最大占空比。 Vout=Vin/(1−Dmax)2 Vout=Vin/(1−Dmax)2\ Vout=Vin/(1-D_\max)^2DmaxDmaxD_ \max 我想升压的输入电压 12V到100V的输出电压。我的负载为100Ω,因此会消耗100W的功率。如果我不考虑任何损耗(我知道我正在成为理想主义者,请冷静下来),则输入电压源将提供8.33A的电流 我们可以将电路分为两个阶段,第一阶段的输出是第二阶段的输入。这是我的问题: 当C1两端的电压达到大约30V时,它会烧断。C1的额定电压为350V,它是一个22uF的电解电容器(径向)10x12.5mm。我完全确定两极分化是正确的。 第二阶段的输入电流(理想情况下)应在3.33A左右(以使该阶段的100W保持30V)。我知道电流可能更高,但这是一个很好的替代方法。开关频率为100Khz。 由于某种原因,瓶盖炸毁了,我真的不知道为什么。当然,发生这种情况时,盖子(死角)很热。 这可能是ESR的影响吗?该电容在1kHz处的耗散系数为0.15。 因此,C1的(DF也会增加以产生更高的频率)。|Xc|=1/(2∗pi∗100Khz∗22uF)=0.07234Ω|Xc|=1/(2∗pi∗100Khz∗22uF)=0.07234Ω|X_c|= 1/(2*pi*100Khz*22uF) =0.07234Ω ESR=0.15∗0.07234=0.01ΩESR=0.15∗0.07234=0.01ΩESR=0.15*0.07234= 0.01Ω 由于L2很大,我希望C1会提供一个相当恒定的电流,该电流等于第二个点的输入电流(3.33A),所以ESR的功耗应该约为:3.33A2∗0.01Ω=0.11W3.33A2∗0.01Ω=0.11W3.33A^2 * 0.01Ω = 0.11W 这会使其变得过热并爆炸吗?我对此表示怀疑.... 附加信息: L1约为1mHy L2约为2mHy D1是一个肖特基45V二极管 我尝试了两个不同的电容器:炸毁的160V 22uF,然后尝试了也炸毁的350V 22uF。 由于PCB布局的原因,很难测量盖中的电流 第一和第二MOSFET都有一个小的缓冲RC网络。我认为这不会在C1中引起任何问题。 我在等你的想法! 编辑n°1 = L1很大,纹波仅为额定输入电流的1%(假设100W / 12V = 8.33A),因此que可以假定它几乎像是阶段1输入处的恒定电流。对于阶段2电感电流纹波小于5%,我们也可以认为它是恒定电流)。当MOSFET 1导通时,大约有8.33A电流通过,但是当它截止时,该电流(我们说“实际上是恒定的”)将流经D1。可以说电容器中的电流为。然后我们最终发现C1中的峰值电流必须在。电流很大!它将耗散 ...但看起来在ESR中没有耗散太多功率。ID1−IL2ID1−IL2 I_{D1} - I_{L2} 8.33A−3.33A=5A8.33A−3.33A=5A …

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